- •Л.И. Бондалетова Промышленная экология
- •Введение
- •Глава 1 Производство и окружающая среда
- •1.1. Система «Химическое производство – окружающая природная среда»
- •1.1.1. Система и ее основные свойства
- •1.1.2. Воздействие химического производства на окружающую природную среду
- •1.1.3. Основные факторы окружающей природной среды
- •1.2. Общие положения о производственном процессе
- •1.2.1. Химическое производство и химико-технологический процесс
- •1.2.2. Показатели эффективности химического производства и химико-технологического процесса
- •1.3. Химико-технологическая система
- •1.3.1. Химико - технологический процесс как химико - технологическая система
- •1.3.2. Сырьевые ресурсы химико-технологической системы
- •1.3.2.1. Характеристика и запасы сырья
- •1.3.2.2. Принципы обогащения сырья
- •1.3.2.3. Комплексное использование сырья
- •1.3.2.4. Воздух и вода как сырье химической промышленности
- •1.3.2.5. Промышленная водоподготовка
- •1.3.2.6. Водообеспечение промышленных предприятий
- •1.3.3. Энергетические ресурсы химико-технологической системы
- •1.3.3.1. Энергия в химическом производстве
- •1.3.3.2. Рациональное использование энергии
- •1.3.3.3. Вторичные энергетические ресурсы
- •1.3.4. Отходы производства
- •1.4. Взаимодействие производства и окружающей среды
- •Глава 2 Горно - добывающая промышленность
- •2.1. Загрязнение атмосферного воздуха при разработке месторождений
- •2.2. Мероприятия, снижающие негативные последствия локального загрязнения воздушной среды Снижение загрязнения атмосферы газообразными продуктами
- •Снижение загрязнения атмосферы минеральной пылью
- •Загрязнение атмосферы минеральной пылью
- •2.3. Загрязнение вод в процессе разработки месторождений
- •2.4. Мероприятия, снижающие загрязнение вод и ограничивающие изменение их режимов
- •2.5. Нарушение земной поверхности при разработке месторождений
- •2.6. Мероприятия, снижающие нарушения земной поверхности
- •2.7. Шум и вибрация при разработке месторождений
- •Глава 3 Нефтедобывающая промышленность
- •3.1. Добыча нефи и газа
- •3.2. Источники загрязнения окружающей среды
- •3.3. Выбросы основных технологических процессов
- •3.4. Защита атмосферы
- •3.5. Сточные воды при бурении, добыче, транспорте и хранении нефти и газа
- •3.6. Методы очистки сточных вод, образующихся при бурении и добыче нефти и газа
- •3.7. Загрязнение почвы нефтью
- •Глава 4 Нефтеперерабатывающая промышленность
- •4.1. Основные источники образования и состав сточных вод
- •4.2. Мероприятия по защите водных объектов
- •4.3. Очистка сточных вод
- •4.4. Выбросы в атмосферный воздух
- •4.5. Мероприятия по охране атмосферного воздуха
- •4.6. Обезвреживание и переработка шламов
- •Глава 5 Черная металлургия
- •5.1. Источники загрязнения атмосферы
- •5.2. Очистка газообразных выбросов
- •5.3. Характеристика сточных вод и их очистка
- •5.4. Отходы металлургического производства
- •Глава 6 машиностроение
- •6.1. Загрязнения атмосферы и производственные сточные воды
- •6.2. Загрязнение почвы отходами машиностроительных предприятий
- •6.3. Энергетическое загрязнение
- •6.4. Очистка выбросов в атмосферу
- •6.5. Очистка производственных сточных вод
- •6.6. Утилизация твердых отходов
- •6.7. Борьба с шумом и вибрацией
- •Глава 7 Транспорт
- •7.1. Общая характеристика воздействий транспорта на экосистемы
- •7.2. Шумовое воздействие транспорта
- •7.3. Специфика влияния видов транспорта на окружающую среду
- •7.4. Природоохранные мероприятия
- •Заключение
- •Литература
- •Содержание
- •Глава 1 Производство и окружающая среда 4
- •1.1. Система «Химическое производство – окружающая природная среда» 4
- •1.2. Общие положения о производственном процессе 9
- •1.3. Химико-технологическая система 15
- •Людмила Ивановна Бондалетова промышленная экология
5.3. Характеристика сточных вод и их очистка
Черная металлургия является одним из крупных потребителей воды. Сточные воды образуются при охлаждении прокатного оборудования, доменных и мартеновских печей, конверторов (49 %); при обработке и отделке металла (12 %); очистке технологических газов и аспирационного воздуха (26 %); гидротранспортировке пыли различной пыли, золы и других материалов (11 %); при обогащении руд, грануляции шлаков и т.д. (2 %).
К условно чистым, т.е. имеющим только повышенную температуру, относятся 60-70 % сточных вод.
Рудообогатительные предприятия
Сточные воды рудообогатительных и агломерационных фабрик характеризуются содержанием хлоридов, сульфатов, ионов кальция и магния. Взвесь сточных вод содержит железо, оксиды кальция, углерод. Размеры частиц велики, взвесь быстро осаждается, но для получения достаточной степени осветления оборотной воды необходима коагуляция. В настоящее время на предприятиях внедряют замкнутую систему водоснабжения на основе повторного использования сточных вод благодаря устройству локальных систем очистки и доочистки.
Коксохимическое производство
Сточные воды образуются в химических цехах (фенольные сточные воды), в процессе тушения кокса, при охлаждении газа коксовых печей (объем воды на орошение газа составляет 5-6 м3/ 1 т шихты, эти стоки используются повторно).
В химических цехах при выделении различных соединений, например бензола из поглотительного масла используют острый пар, что приводит к образованию сточных вод. Они образуются также в процессе фракционной возгонки смолы, мойке оборудования, пола. Следует отметить, что лишь 3-5 % сточных вод коксохимических производств сбрасывают за пределы заводов. В основном они используются для мокрого тушения кокса, что позволяет сократить или предотвратить поступление вредных веществ в водоемы.
Водоотведение коксохимического производства представляет следующие потоки:
шламовые воды углеобогащения и пылеулавливания на объектах углеподготовительного и коксового цехов;
фенолсодержащие сточные воды – содержание фенолов 0,02 г/л. Кроме летучих с водяным паром одноатомных фенолов, в сточных водах содержатся нелетучие с паром двухатомные фенолы (пирокатехин, резорцин);
загрязненные ливневые стоки.
Наибольший объем загрязненных стоков принадлежит фенолсодержащим сточным водам. В общезаводском стоке коксохимического производства кроме фенолов содержатся аммиак, сероводород, цианиды, бензолы, смолы, являющиеся основными носителями канцерогенных веществ (бензпиренов).
В практике очистки сточных вод на отечественных предприятиях используют, как правило, паровую (эвапарационную) и «микробную» (биохимическую) очистку. Первый метод основан на отдувке из сточных вод фенолов острым паром, второй ‑ на использовании специфических культур микроорганизмов.
Паровой метод считается экономичным при исходной концентрации фенолов в воде более 1,8 г/л. К недостаткам этого метода следует отнести сравнительно небольшую степень извлечения летучих фенолов (85-90 %).
Устойчивая работа биохимической очистки на коксохимических заводах и высокая активность бактерий возможны при условии достаточно полного предварительного удаления масел и смол, губительно действующих на фенолоразрушающие культуры. Поэтому первым этапом очистки является осветление, т.е. отделение нерастворимых примесей (взвешенных веществ, смол и масел) в отстойниках. Для улучшения очистки сточных вод от смол и масел применяют коагулянты, например сульфат железа (2+). Затем на маслоотделителях проводят аэрацию воды, при этом отделяются не только эмульгированные масла, но и происходит эффективное окисление сероводорода:
2Н2S+O2=2H2O+2S+530 кДж
Уменьшению содержания в сточной воде масел и смол способствует обработка их окислителями (озон, КMnO4).
Доочистка сточных вод осуществляется в биологических прудах (применяют каскад из 3-х прудов) ‑ при этом улучшаются органолептические, санитарные и другие показатели воды.
Доменное производство
Сточные воды образуются при газоочистке доменного газа, гидравлической сборке осевшей пыли в помещении, а также от установок грануляции доменного шлака и разливочных машин.
При очистке газа в скрубберах задерживается до 70 % пыли. Вода увлекает за собой механические примеси (частицы руды, кокса, известняка) и химические соединения (сульфаты, хлориды), а также газы. Стоки окрашены в красно-бурый или коричневый цвет, имеют температуру 40-45 оС, для них характерно высокое содержание взвешенных частиц.
Стоки остальных операций (мойка, транспортировка, грохочение и дозировка шихты) загрязнены только механическими примесями.
При грануляции доменного шлака (охлаждение его водой) образуется незначительное количество сточных вод, загрязненных взвешенными частицами и имеющих повышенную температуру до 40 оС.
Сточные воды разливочных машин получаются при охлаждении чугуна, разлитого в формы (мульды). Порожние мульды смачивают известковым молоком, предохраняющим от приваривания к ним чугуна при следующей заливке. Поэтому в сток наряду с осколками застывшего чугуна и окалины попадает много негашенной извести, что приводит к высокой щелочности стоков.
Систему водоснабжения доменной газоочистки осуществляют с оборотом воды, ее очисткой в радиальных отстойниках и охлаждением на градирнях или брызгальных бассейнах. Вследствие высокой концентрации свободной углекислоты в доменном газе, переходящей в воду при газоочистке, образуется соответствующее количество карбонатных (СО32-) и гидрокарбонатных (НСО3-) ионов. Указанные ионы вступают в реакцию с уловленными из шихты ионами кальция и цинка, а также других элементов и кристаллизуются в виде карбонатных отложений СаСО3 на всех сооружениях системы. Борьбу с отложениями ведут механически или гидропневматической очисткой трубопроводов и градирен.
На металлургических заводах действует единая система оборотного водоснабжения для гидроуборки помещений, гидротранспорта пыли от вентиляционных систем и технологических агрегатов. После очистки в отстойниках осветленная вода стекает в резервуар для последующего использования. Обезвоженный шлам, содержащий 50-60 % Fe, является ценным технологическим продуктом.
Сталеплавильное производство
Сточные воды образуются при очистке газов мартеновских печей, конверторов и электросталеплавильных печей, охлаждении и гидроочистке изложниц, установок непрерывной разливки стали и обмывке котлов - утилизаторов.
Сточные воды газоочистки содержат значительное количество взвешенных частиц, взвесь характеризуется мелкодисперсностью и плохо смачивается водой.
Для утилизации тепла отходящих газов почти за всеми мартеновскими, многими прокатными печами и конверторами устанавливают котлы-утилизаторы. В результате периодической обмывки их образуются сточные воды, загрязненные механическими и химическими примесями. Химические загрязнения представляют собой растворимые продукты шихтового уноса.
Для осветления сточных вод газоочисток необходимы отстойники, отстойники-сгустители для первичного сгущения шлама, откачиваемого из отстойников, фильтр-прессы для обезвоживания шлама и, наконец, сушильный барабан для окончательной сушки шлама. Шлам после обезвоживания и сушки вывозят на аглофабрику.